比特幣可能是金融界的下一件大事。但是，大多數人可能很難理解它是如何工作的。涉及大量數學和數字。這些是通常讓很多人害怕的事情。嗯，它是比特幣最複雜的部分之一。然而，這也是其成功的最關鍵。
比特幣是一種數字貨幣，貨幣需要製衡、驗證和驗證。通常中央政府和銀行是執行這些任務的人，他們只是在需要時印更多的錢。他們還使他們的貨幣難以偽造，同時還跟踪它們。
與比特幣最大的不同在於它是去中心化的，在比特幣中，錢根本不會被印出來——它是被發現的。但是，如果沒有中央政府監管，我們怎麼知道交易是準確的呢？
我們如何知道A 已經向B 發送了1 個比特幣，以及如何阻止A 也將該比特幣發送給C？
答案是比特幣挖礦。
什麼是比特幣挖礦？
你可能想知道比特幣來自哪里以及它是如何進入流通的。答案是它被“挖礦”成存在。比特幣挖礦既可以發布新的比特幣，也可以向區塊鏈添加交易。
如果你想知道是否有可能開採一個比特幣以及你需要多長時間才能完成– 請閱讀鏈接文章。
挖礦過程包括將最近的交易編譯成塊並嘗試解決一個計算困難的難題，第一個解決難題的參與者可以將下一個塊放在區塊鏈上並獲得獎勵。
獎勵激勵挖礦，包括新發布的比特幣以及交易費用（以比特幣的形式支付給礦工）。
比特幣挖礦需要一台計算機和一個特殊的程序，礦工將與其他礦工競爭使用該程序和大量計算機資源解決複雜的數學問題。他們將嘗試使用加密貨幣哈希函數大約每十分鐘解決一個包含最新交易數據的塊。
什麼是哈希函數？
加密貨幣哈希函數本質上是一種沒有密鑰的單向加密貨幣，它接受輸入並返回看似隨機但長度固定的哈希值。
例如，如果你使用Movable Type 的SHA-256 加密貨幣哈希算法：
消息：比特幣挖礦如何運作？
哈希值：46550fef 26f87ddd 5e15407f 45a0b8d2 9513291c 4e0f0acc 24a974de 907a1569
如果你更改原始輸入的一個字母，則將返回完全不同的哈希值，並且這種隨機性使得無法預測輸出將是什麼。
哈希函數對比特幣有何用處？
哈希函數可用於工作證明和驗證，因為實際上不可能預測輸入的結果。比特幣礦工將競爭尋找給出特定哈希值的輸入。這些謎題的難度是可以衡量的，但它們不能被欺騙，因為沒有比盲目猜測更好的方法了。
挖礦的目的是使用你的計算機進行猜測，直到它得出一個小於目標的哈希值（通常這需要數百萬和數十億計算機生成的猜測）。
如果你是第一個這樣做的人，那麼你已經開采了該區塊，並且贏得該區塊的人將獲得12.5 個比特幣的獎勵。從技術上講，獲勝者不會製造比特幣。但是，設置區塊鏈算法的編碼是為了獎勵進行挖礦的人，從而幫助驗證區塊鏈。
每個塊都是按順序創建的，包括前一個塊的哈希，因為每個塊都包含前一個塊的哈希，所以證明它是在後面出現的。有時，不同的礦工會形成兩個相互競爭的區塊。
它們可能包含在不同地方花費的不同比特幣交易，並且為區塊鏈選擇了其中嵌入了最大總工作量證明的區塊。
這使得人們很難創建一個替代區塊或區塊鏈，這有助於驗證交易。他們必須說服網絡上的每個人，他們的網絡是包含足夠工作證明的網絡。擊敗他們需要大量的CPU 能力，因為其他人也在“真正的”鏈上工作。
一個群體可能獲得對區塊鏈51% 的控制權這一事實是比特幣最大的擔憂之一，因為該群體將能夠影響它對他們有利。值得慶幸的是，到目前為止，這已經被阻止了。
比特幣網絡的安全性
比特幣挖礦是去中心化的，這意味著任何擁有互聯網連接和適當硬件的人都可以參與。比特幣網絡基於共識做出決策，因此比特幣網絡的安全性取決於這種去中心化。
如果對是否應將區塊包含在區塊鏈中存在分歧，則通過簡單多數共識有效地做出決定。
如果一個組織或個人控制了比特幣網絡一半以上的算力，他們就有能力破壞區塊鏈。這個概念被稱為“51% 攻擊”。
進行這種攻擊的成本有多大，主要取決於比特幣網絡中涉及多少算力，這意味著比特幣網絡的安全性部分取決於使用了多少算力。
網絡中使用的算力數量直接取決於礦工的激勵措施（交易費用和區塊獎勵）。
區塊獎勵
塊獎勵是每個挖礦塊釋放的新比特幣數量。當一個區塊被發現時，發現者可能會獎勵自己一定數量的比特幣。這個數字是網絡中每個人都同意的，目前這個賞金是25 比特幣（區塊獎勵從2009 年的50 比特幣開始）。這個值將每210,000 個區塊或大約每四年減半。
此外，礦工將獲得用戶發送交易支付的費用，並且該費用是礦工將交易包含在其區塊中的激勵。
未來，隨著允許在每個區塊中創建的新比特幣礦工數量減少，這些費用將在挖礦收入中佔更重要的比例。
交易費用
隨著區塊獎勵隨著時間的推移而減少，最終接近於零，礦工將不太願意為區塊獎勵挖比特幣。除非區塊獎勵提供的激勵被交易費用取代，否則這可能是比特幣的主要安全問題。
交易費用對於發送交易的人來說是自願的，它們是包含在交易中的一定數量的比特幣，作為對挖礦包含交易的區塊的礦工的獎勵。
礦工是否將交易包含在區塊中也是自願的，這意味著發送交易的用戶可以使用交易費用來激勵礦工驗證他們的交易。核心開發團隊發布的比特幣客戶端版本默認有最低費用規則。
什麼是工作證明？
工作量證明是為了滿足某些要求而非常耗時、昂貴且難以生成的數據，並且檢查數據是否滿足所述要求必須是微不足道的。值得注意的是，比特幣使用Hashcash 工作量證明。
產生工作量證明可能是一個概率很低的隨機過程。這意味著，在生成有效的工作證明之前，平均需要進行大量的試驗和錯誤。
什麼是比特幣挖礦難度？
開採比特幣的難易程度取決於整個網絡在開採方面付出了多少努力。比特幣網絡每2016 個區塊或大約每兩週按照軟件中規定的協議自動調整挖礦難度。
它會自我調整以保持區塊發現率恆定，這意味著如果在挖礦中使用更多的計算能力，難度將向上調整以使挖礦更加困難。此外，如果發生相反的情況（難度向下調整以使挖礦更容易），如果計算能力從網絡中移除。
難度越高，礦工挖礦的利潤越低，這意味著挖礦的人越多，每個參與者的挖礦利潤就越少。總支出取決於比特幣的價格、交易費用的大小和區塊獎勵。
但是，重要的是要注意，挖礦的人越多，每個人得到的那塊蛋糕就越小。
計算困難的問題
比特幣挖礦一個區塊很困難，因為為了讓區塊被網絡接受，區塊頭的SHA-256 哈希值必須小於或等於目標值。
為了解釋的目的，這個問題可以被簡化——一個塊的哈希必須以一定數量的零開始。必須進行許多嘗試，因為計算以許多零開頭的哈希的概率非常低。為了在每一輪生成一個新的哈希值，隨機數會增加。
比特幣挖礦網絡難度指標
比特幣挖礦網絡難度是衡量找到一個新區塊的難度與最簡單的區塊相比的難度。如果每個人都在這個難度下挖礦，那麼每2016 個區塊會重新計算一個值，這樣之前的2016 個區塊將在14 天內生成。這將每十分鐘產生一個塊。
隨著更多礦工的加入，區塊創建率將會上漲。隨著區塊生成率的上漲，補償的難度也隨之上漲。這將降低區塊創建的速度。惡意礦工發布的任何不符合要求的難度目標的區塊都將一文不值，因為它會被所有人拒絕。
比特幣挖礦硬件
任何擁有合適硬件和互聯網訪問權限的人都可以參與比特幣挖礦。在比特幣的早期，比特幣挖礦是使用普通台式計算機的CPU 完成的。顯卡或GPU（圖形處理單元）在挖礦方面比CPU 更有效，並且隨著比特幣的普及，GPU 成為主導。
最終，被稱為ASIC（專用集成電路）的硬件專為比特幣挖礦而設計。第一個版本於2013 年發布，此後一直在改進。
今天，比特幣挖礦只能通過最新的ASIC 來實現盈利，因為它是如此具有競爭力。使用CPU、GPU 甚至較舊的ASIC 時，能耗成本高於產生的收入。
中央處理器
使用CPU 挖礦是一開始挖比特幣的唯一方法，它是使用原始的Satoshi 客戶端完成的。CPU 挖礦相對來說是徒勞的，你可能會使用筆記本電腦挖礦數十年，但一分錢都賺不到。
圖形處理器
人們發現，在網絡啟動大約一年半後，頂級顯卡在比特幣挖礦方面的效率要高得多，而且情況發生了變化。
CPU 比特幣挖礦讓位於GPU（圖形處理單元），一些GPU 的大規模並行特性使比特幣挖礦能力提高了50 到100 倍。此外，重要的是要注意，他們每單位工作使用的功率要少得多。
任何現代GPU 都可以用來挖礦。然而，事實證明AMD 的GPU 架構線遠優於nVidia 架構來挖比特幣。此外，ATI Radeon HD 5870 被證明是當時最具成本效益的選擇。
FPGA
比特幣挖礦世界將技術食物鏈向上發展到FPGA（現場可編程門陣列），就像CPU 到GPU 的過渡一樣。隨著Butterfly Labs FPGA“Single”的成功推出，比特幣挖礦硬件領域讓位於專門用於比特幣挖礦的專門製造的硬件。
正如從CPU 到GPU 的過渡所看到的那樣，FPGA 的挖礦速度並沒有提高50 到100 倍。然而，通過電源效率和易用性，它們提供了一個好處。典型的600 MH/s 顯卡消耗超過400w 的功率。
另一方面，典型的FPGA 挖礦設備在80w 功率下可提供826 MH/s 的哈希率。
這5 倍的改進使得第一個大型比特幣礦場能夠以運營利潤建造，比特幣挖礦業誕生了。
ASIC
比特幣挖礦世界現在正處於ASIC 時代。ASIC 是專門設計用於做一件事且只做一件事的芯片。
為挖比特幣而設計的ASIC 只能挖比特幣，不能重新用於執行其他任務。ASIC 的不靈活性被它提供50 倍到100 倍的散列功率增加或比以前提供的技術減少的功率使用量的事實所抵消。
與ASIC 之前的所有前幾代硬件不同，就破壞性挖礦技術而言，ASIC 可能是“終點線”。GPU 取代了CPU，FPGA 取代了GPU，最後ASIC 取代了FPGA，現在甚至在不久的將來都沒有什麼可以取代ASIC。
ASIC產品將逐步完善並提高效率。然而，與之前的所有技術相比，沒有什麼能提供100 倍的散列功率增加或7 倍的功耗降低。
這使得ASIC 設備的功耗成為任何ASIC 產品中最重要的一個因素。此外，需要注意的是，ASIC 挖礦設備的預期使用壽命比比特幣挖礦的整個歷史都要長。
可以想像，如果ASIC 設備的能效足夠高，電費成本不超過其產量，那麼今天購買的ASIC 設備兩年後仍然可以挖礦。挖礦盈利能力也取決於匯率。然而，在任何情況下，挖礦設備的能效越高，它的利潤就越高。如果你想在比特幣挖礦中試試運氣，這款比特幣礦工可能是最好的選擇。
值得注意的是，隨著ASIC 的先進性和更多參與者進入挖礦領域，難度呈指數級增長。2013 年，比特幣價格大幅上漲以及價格可能進一步上漲的猜測刺激了很多此類活動。
算力本質上是讓你投票決定是否接受協議的更改，因此比特幣生態系統中也存在控制算力的政治權力。
有許多公司生產挖礦硬件，其中一些比較突出的有：Butterfly Labs、KnCMiner、HashFast 和Bitfury。還有一些公司允許客戶租用託管的挖礦硬件，這裡有一些比較突出的：CEX.io、CloudHashing、MegaBigPower。
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比特幣挖礦軟件
有兩種基本的挖礦方式：作為比特幣礦池的一部分，或者通過比特幣雲挖礦合約，或者你自己。但一定要避免比特幣雲挖礦騙局。
礦池可以消除比特幣挖礦過程中固有的運氣，因此幾乎所有礦工都選擇在其中進行挖礦。在加入礦池之前，請確保你有一個比特幣錢包，這樣你就有一個存放比特幣的地方。之後，你需要加入一個礦池並將你的礦工設置為連接到該礦池，通過礦池挖礦，任何礦池成員生成的每個區塊的利潤都會根據數量在礦池成員之間分配他們貢獻的哈希值。
挖礦需要多少帶寬？如果你使用比特幣礦工使用礦池進行挖礦，則該金額應該可以忽略不計，大約10MB/天。但是，你需要出色的連接性才能盡快獲得有關工作的任何更新。
這為礦池成員提供了更頻繁、更穩定的支出。但是，你的支出可能會因礦池可能收取的任何費用而減少。單人挖礦將為你提供大量且不頻繁的支出。
另一方面，聯合挖礦將為你提供少量且頻繁的支出。但是，如果你長期使用零費用礦池，則兩者加起來的金額相同。
礦池
挖礦獎勵將支付給首先發現難題解決方案的礦工。參與者將成為發現解決方案的人的概率等於網絡上總算力的一部分。
擁有一小部分算力的參與者自己發現下一個區塊的機會很小，例如，一個人可以花幾千美元購買的礦卡僅佔網絡算力的不到0.001%。
礦工可能需要很長時間才能找到一個區塊，而找到下一個區塊的機會如此之小。此外，難度上漲使事情變得更糟，礦工可能永遠無法收回投資。
礦池是這個問題的答案。礦池協調礦工組，由第三方運營。礦工可以通過在礦池中一起工作並在參與者之間分享支出來從激活礦工的那一天開始獲得穩定的比特幣流量。你可以在區塊鏈.info 上查看一些礦池的統計數據。
規定
美國國稅局今年早些時候發布了有關比特幣的稅收指南。他們表示，挖礦收入可能構成自營收入並需要納稅。FinCEN，即金融犯罪執法網絡，是美國財政部的一個局。
它收集和分析金融交易數據，旨在打擊金融犯罪，特別是洗錢和恐怖主義融資。FinCEN 已發布指南稱，根據《銀行保密法》，比特幣礦工不被視為匯款人。
此外，FinCEN 最近澄清說，雲挖礦服務提供商也不被視為貨幣傳輸者。
電費
硬件和電力成本是礦工的主要運營成本。它們既用於運行礦機，也用於提供足夠的冷卻和通風。
一些主要的挖礦作業被有意放置在廉價電力附近。MegaBigPower 是北美最大的挖礦企業，位於華盛頓州的哥倫比亞河邊。
在這個地方水力發電豐富，Electroneum是全國最便宜的。CloudHashing 在冰島經營著一家大型挖礦業務，那裡寒冷的北部氣候有助於提供冷卻，水力發電和地熱發電也可再生且價格低廉。
誰是比特幣礦工？
一開始，比特幣礦工只是加密貨幣學愛好者，對項目感興趣，利用閒置的計算機能力驗證區塊鏈，從而獲得比特幣作為回報。
隨著比特幣價值的上漲，越來越多的人將挖礦視為一項潛在業務。他們投資了倉庫和硬件來挖礦盡可能多的比特幣。
為了進一步降低成本，這些倉庫一般建在電力便宜的地區。有了這些規模經濟，愛好者就更難從比特幣挖礦中獲利了。但是，仍然有很多人這樣做是為了好玩。
結論
比特幣挖礦是新比特幣進入流通的手段。礦工們正在為部署最新的比特幣挖礦芯片進行軍備競賽，他們經常選擇靠近Electroneum低的地方。
隨著挖礦中使用更多的計算能力，謎題的難度增加。這可以控制盈利能力。
資訊來源：由0x資訊編譯自CAPTAINALTCOIN。版權歸作者所有，未經許可，不得轉載